Pra Rancangan Pabrik Isopropil Asetat (IPAc) Dengan Bahan Baku Asam Asetat Dan Propilen Kapasitas 15.000 Ton/Tahun

PRA RANCANGAN PABRIK ISOPROPIL ASETAT (IPAc) DENGAN BAHAN BAKU ASAM ASETAT DAN PROPILEN KAPASITAS 15.000 TON/TAHUN
TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sidang Sarjana Teknik Kimia Oleh :
JHON PERI RINALDO SIRAIT NIM : 100425005
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA EKSTENSI
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2012

LEMBAR PENGESAHAN PRA RANCANGAN
PABRIK PEMBUATAN ISOPROPIL ASETAT DARI ASAM ASETAT DAN PROPILEN KAPASITAS 15.000 TON/TAHUN

Oleh :
JHON PERI RINALDO SIRAIT NIM : 100425005

Telah Diperiksa / Disetujui,

Dosen Pembimbing I

Dosen Pembimbing II

Ir. Renita Manurung, MT NIP. 19681214 199702 2 002

Dosen penguji I

Mhd. Hendra S. Ginting, ST, MT NIP. 19700919 199903 1 001

Dosen penguji II

Dosen penguji III

Ir. Renita Manurung, MT Dr.Ir. Hamidah Harahap, Msc

Dr.Ir. Fatimah, MT

NIP. 19681214 199702 2 002 NIP. 19671029 199501 2 001 NIP. 19640617 199403 2 001

Mengetahui, Koordinator Tugas Akhir

Ir. Renita Manurung, MT NIP. 19681214 199702 2 002
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012

KATA PENGANTAR
Syukur alhamdulillah penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Isopropil Asetat dari Asam Asetat dan Propilen dengan Kapasitas 15.000 Ton/Tahun. Tugas Akhir ini dikerjakan sebagai syarat untuk kelulusan dalam sidang sarjana.
Selama mengerjakan Tugas akhir ini penulis begitu banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Ibu Ir. Renita Manurung, MT sebagai Dosen Pembimbing I sekaligus koordinator
tugas akhir yang telah membimbing dan memberikan masukan selama menyelesaikan tugas akhir ini. 2. Bapak Drs. Hendra S. Ginting, MT sebagai Dosen Pembimbing II yang telah memberikan arahan selama menyelesaikan tugas akhir ini. 3. Seluruh Dosen Pengajar Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan ilmu kepada penulis selama menjalani studi. 4. Para pegawai administrasi Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan bantuan kepada penulis selama mengenyam pendidikan di Deparetemen Teknik Kimia. 5. Dan yang paling istimewa Orang tua penulis yaitu Ayahanda J. Sirait dan Ibunda S. Br. Napitupulu, yang tidak pernah lupa memberikan motivasi dan semangat kepada penulis. 6. Kakak tercinta Rosnida Sabarlina Sirait/Leonardo Sijabat beserta bere-bereku yang kusanyangi dan Abang tercinta Hendrik Pandapotan Sirait/Rini Gultom yang selalu mendoakan dan memberikan semangat. Beserta kekasihku Mega “si mejin” yang selalu memberi motivasi dan semangat. 7. Teman-teman stambuk ’10: Bang Icon, Adil, Bang Nico, Bang Ozi, Darwis, Harry, Gugun, Putra, Benny, Jan, Binsar, Cut, Wina, Julika, Lizma dan Ella. Terimakasih buat kebersamaan dan semangatnya teman-teman. 8. Seluruh Pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu namanya yang juga turut memberikan bantuan kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan dan ketidaksempurnaan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya membangun demi kesempurnaan pada penulisan berikutnya. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Medan, Desember 2012 Penulis,
Jhon Peri Rinaldo Sirait 100425005

INTISARI

Isopropil Asetat (C5H10O2) diperoleh melalui reaksi antara asam asetat

(CH3COOH) dan propilen (C3H6) dengan bantuan katalis HF dan BF3 di dalam bubble

column reactor pada temperatur dan tekanan yang tinggi.

Pabrik pembuatan Isopropil Asetat ini direncanakan berproduksi dengan

kapasitas 15.000 ton/tahun dengan masa kerja 330 hari dalam satu tahun. Lokasi pabrik

direncanakan di daerah Kuala Tanjung, Kabupaten Batubara, Sumatera Utara dengan

luas areal 10.580 m2. Tenaga kerja yang dibutuhkan 155 orang dengan bentuk badan

usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang General Manager dengan

struktur organisasi sistem garis.

Hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan isopropil asetat ini adalah sebagai

berikut:

 Total Modal Investasi

: Rp 417.956.081.961,-

 Biaya Produksi

: Rp 324.195.968.855,-

 Hasil Penjualan

: Rp 470.583.736.128,-

 Laba Bersih

: Rp 145.655.829.431,-

 Profit Margin

: 30,95 %

 Break Even Point

: 43,20 %

 Return on Investment

: 20,46 %

 Pay Out Time

: 4,09 tahun

 Return on Network

: 40,77 %

 Internal Rate of Return

: 33,49 %

Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik Pembuatan Isopropil Asetat dari Asam Asetat dan Propilen ini layak untuk didirikan.

DAFTAR ISI
Hal KATA PENGANTAR..............................................................................................i INTISARI...............................................................................................................iii DAFTAR ISI ..........................................................................................................iv DAFTAR TABEL .................................................................................................vii DAFTAR GAMBAR............................................................................................xiii DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................xiv BAB I PENDAHULUAN .............................................................................. I-1
1.1 Latar Belakang ........................................................................... I-1 1.2 Perumusan Masalah .................................................................... I-2 1.3 Tujuan dan Manfaat Pra Rancangan Pabrik................................. I-2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DESKRIPSI PROSES...................... II-1 2.1 Isopropil Asetat ......................................................................... II-1 2.2 Dasar Pemilihan Bahan Baku..................................................... II-2 2.3 Bahan Baku Pembuatan Isopropil Asetat ................................... II-2
2.3.1 Asam Asetat................................................................... II-2 2.3.2 Propilena........................................................................ II-3 2.3.3 Hidrogen Flourida .......................................................... II-3 2.3.4 Boron Triflourida ........................................................... II-4 2.3.5 Air ................................................................................. II-4 2.4 Dasar Pemilihan Proses Pembuatan Isopropil Asetat.................. II-5 2.5 Deskripsi Proses Pembuatan Isopropil Asetat............................. II-7 BAB III NERACA MASSA............................................................................III-1 3.1 Neraca Massa Umpan Setelah Ada Hasil Recycle .....................III-1 3.2 Neraca Massa Pada Mixer (MX–101) .......................................III-1 3.3 Neraca Massa Pada Mixer (MX–102) .......................................III-2 3.4 Neraca Massa Pada Reaktor (R-101).........................................III-2 3.5 Neraca Massa Pada Accumulator (AC-101) ..............................III-2 3.6 Neraca Massa Pada Kolom Destilasi (MD-101) ........................III-3 3.7 Neraca Massa Pada Kolom Destilasi (MD-102) ........................III-3 BAB IV NERACA PANAS.............................................................................IV-1

4.1 Neraca Panas Pada Kompresor (K-101) ....................................IV-1 4.2 Neraca Panas Pada Kompresor (K-102) ....................................IV-1 4.3 Neraca Panas Pada Heat Exchanger (HE-102) ..........................IV-1 4.4 Neraca Panas Pada Mixer (MX-101).........................................IV-2 4.5 Neraca Panas Pada Mixer (MX-102).........................................IV-2 4.6 Neraca Panas Pada Heat Exchanger (HE-101) ..........................IV-2 4.7 Neraca Panas Pada Reaktor (R-101)..........................................IV-3 4.8 Neraca Panas Pada Kompresor (K-103) ....................................IV-3 4.9 Neraca Panas Pada Expansion Valve (EV-101) .........................IV-3 4.10 Neraca Panas Pada Heat Exchanger (HE-103) ..........................IV-4 4.11 Neraca Panas Pada Kolom Destilasi (MD-101) .........................IV-4 4.12 Neraca Panas Pada Kolom Destilasi (MD-102) .........................IV-5 BAB V SPESIFIKASI PERALATAN ...........................................................V-1 5.1 Tangki Penyimpanan Asam Asetat (T-101)................................V-1 5.2 Tangki Penyimpanan Boron Trifluorida (T-103) ........................V-2 5.3 Pompa (P-101)...........................................................................V-2 5.4 Kompresor (K-101) ...................................................................V-3 5.5 Mixer (MX-101) ........................................................................V-4 5.6 Reaktor (R-101).........................................................................V-4 5.7 Expansion Valve (EV-101) ........................................................V-5 5.8 Accumulator (AC-101) ..............................................................V-5 5.9 Menara Destilasi (MD-101) .......................................................V-6 5.10 Kondensor (CD-101) .................................................................V-7 5.11 Reboiler (RB-101) .....................................................................V-7 BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA....................VI-1 6.1 Instrumentasi............................................................................VI-1 6.2 Keselamatan Kerja Pada Pabrik Isopropil asetat .......................VI-3
6.2.1 Pencegahan Terhadap Kebakaran dan Peledakan...........VI-4 6.2.2 Peralatan Perlindungan Diri...........................................VI-5 6.2.3 Keselamatan Kerja Terhadap Listrik .............................VI-5 6.2.4 Pencegahan Terhadap Gangguan Kesehatan..................VI-6 6.2.5 Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis .........................VI-6 BAB VII UTILITAS ...................................................................................... VII-1 7.1 Kebutuhan Steam.................................................................... VII-1

7.2 Kebutuhan Air ........................................................................ VII-2 7.2.1 Screening .................................................................... VII-5 7.2.2 Sedimentasi................................................................. VII-6 7.2.3 Klarifikasi................................................................... VII-6 7.2.3 Filtrasi ........................................................................ VII-6 7.2.4 Demineralisasi ............................................................ VII-8 7.2.5 Dearator.................................................................... VII-11
7.3 Kebutuhan Bahan Kimia ....................................................... VII-11 7.4 Kebutuhan Listrik................................................................. VII-12 7.5 Kebutuhan Bahan Bakar ....................................................... VII-13 7.6 Unit Pengolahan Limbah ...................................................... VII-14
7.6.1 Bak Penampungan .................................................... VII-17 7.6.2 Bak Pengendap Awal ................................................ VII-17 7.6.3 Bak Netralisasi.......................................................... VII-18 7.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas ................................................ VII-19 BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK................................... VIII-1 8.1 Lokasi Pabrik ........................................................................ VIII-1 8.2 Tata Letak Pabrik .................................................................. VIII-4 BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ...................IX-1 9.1 Bentuk Hukum Badan Usaha....................................................IX-1 9.2 Manajemen Perusahaan ............................................................IX-2 9.3 Organisasi Perusahaan..............................................................IX-2 9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab .......................IX-4 9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) .......................IX-4 9.4.2 Dewan Komisaris..........................................................IX-4 9.4.3 Direktur ........................................................................IX-4 9.4.4 Sekretaris ......................................................................IX-5 9.4.5 Manajer Teknik dan Produksi .......................................IX-5 9.4.6 Manajer Umum dan Keuangan......................................IX-5 9.4.7 Manajer R & D (Research and Development) ...............IX-5 9.5 Sistem Kerja.............................................................................IX-6 9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan ...............................IX-7 9.7 Sistem Penggajian ....................................................................IX-9 9.8 Fasilitas Tenaga Kerja ............................................................IX-10

BAB X ANALISA EKONOMI ......................................................................X-1 10.1 Modal Investasi .........................................................................X-1 10.1.1 Modal Investasi Tetap/Fixed Capital Investment ..........X-1 10.1.2 Modal Kerja/Working Capital ......................................X-3 10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC).............................X-4 10.2.1 Biaya Tetap/Fixed Cost (FC)........................................X-4 10.2.2 Biaya Variabel/Variable Coat (VC) .............................X-4 10.3 Total Penjualan (Total Sales).....................................................X-5 10.4 Bonus Perusahaan......................................................................X-5 10.5 Perkiraan Rugi/Laba Usaha .......................................................X-5 10.6 Analisa Aspek Ekonomi ............................................................X-5 10.6.1 Profit Margin (PM)......................................................X-5 10.6.2 Break Event Point ........................................................X-6 10.6.3 Return on Investment (RON)........................................X-6 10.6.4 Pay Out Time (POT) ....................................................X-7 10.6.5 Return On Network (RON)...........................................X-7 10.6.6 Internal Rate of Return (IRR).......................................X-8
BAB XI KESIMPULAN.................................................................................XI-1 DAFTAR PUSTAKA...........................................................................................xiv LAMPIRAN

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Tabel 2.1 Tabel 2.2 Tabel 3.1 Tabel 3.2 Tabel 3.3 Tabel 3.4 Tabel 3.5 Tabel 3.6 Tabel 3.7 Tabel 4.1 Tabel 4.2 Tabel 4.3 Tabel 4.4 Tabel 4.5 Tabel 4.6 Tabel 4.7 Tabel 4.8 Tabel 4.9 Tabel 4.10 Tabel 4.11 Tabel 4.12 Tabel 5.1 Tabel 5.2 Tabel 5.3 Tabel 5.4 Tabel 5.5 Tabel 5.6 Tabel 5.7 Tabel 5.8 Tabel 5.9

Hal Perkembangan Impor Isopropil Asetat di Indonesia......................... I-2 Karakteristik Isopropil Asetat (IPAc) ............................................. II-1 Keunggulan dan Kelemahan Proses................................................ II-7 Neraca Massa Umpan Setelah Ada Hasil Recycle..........................III-1 Neraca Massa pada Mixer (MX–101) ............................................III-1 Neraca Massa pada Mixer (MX–102) ............................................III-2 Neraca Massa pada Reaktor (R-101) .............................................III-2 Neraca Massa pada Accumulator (AC-101)...................................III-2 Neraca Massa pada Kolom Destilasi (MD-101).............................III-3 Neraca Massa pada Kolom Destilasi (MD-102).............................III-3 Neraca Panas Pada Kompresor (K-101).........................................IV-1 Neraca Panas Pada Kompresor (K-102).........................................IV-1 Neraca Panas Pada Heat Exchanger (HE-102) ..............................IV-1 Neraca Panas Pada Mixer (MX-101) .............................................IV-2 Neraca Panas Pada Mixer (MX-102) .............................................IV-2 Neraca Panas Pada Heat Exchanger (HE-101) ..............................IV-2 Neraca Panas Pada Reaktor (R-101)..............................................IV-3 Neraca Panas Pada Kompresor (K-103).........................................IV-3 Neraca Panas Pada Expansion Valve (EV-101)..............................IV-3 Neraca Panas Pada Heat Exchanger (HE-103) ..............................IV-4 Neraca Panas Pada Kolom Destilasi (MD-101) .............................IV-4 Neraca Panas Pada Kolom Destilasi (MD-102) .............................IV-5 Spesifikasi Tangki Penyimpanan Cairan.........................................V-1 Spesifikasi Tangki Penyimpanan Gas.............................................V-2 Spesifikasi Pompa..........................................................................V-3 Spesifikasi Kompressor..................................................................V-3 Spesifikasi Mixer ...........................................................................V-4 Spesifikasi Reaktor ........................................................................V-4 Spesifikasi Menara Destilasi ..........................................................V-6 Spesifikasi Kondensor....................................................................V-7 Spesifikasi Reboiler .......................................................................V-7

Tabel 6.1 Daftar Penggunanan Instrumentasi pada Pra – Rancangan Pabrik Isopropil Asetat.............................................................................VI-2
Tabel 7.1 Kebutuhan Steam Pabrik Isopropil Asetat.................................... VII-1 Tabel 7.2 Kebutuhan Air Pendingin............................................................ VII-2 Tabel 7.3 Pemakaian Air Untuk Kebutuhan ................................................ VII-4 Tabel 7.4 Kualitas Air Sungai Silau ............................................................ VII-4 Tabel 7.5 Perincian Kebutuhan Listrik untuk Utilitas................................ VII-12 Tabel 7.6 Baku mutu limbah cair untuk industri isopropil asetat ............... VII-16 Tabel 8.1 Keterangan Gambar 8.2.............................................................. VIII-6 Tabel 9.1 Jadwal Kerja Karyawan Shift ........................................................IX-7 Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya ...........................................IX-7 Tabel 9.3 Perincian Gaji Karyawan...............................................................IX-9 Tabel LA.1 Komposisi CH3COOH ................................................................ LA-1 Tabel LA.2 Komposisi C3H6.......................................................................... LA-1 Tabel LA.3 Komposisi HF............................................................................. LA-1 Tabel LA.4 Komposisi BF3...........................................................................LA-29 Tabel LA.5 Data Nilai Berat Molekul (kg/mol).............................................LA-30 Tabel LB.1 Kapasitas Panas Gas Masing-masing Komponen..........................LB-1 Tabel LB.2 Konstanta Antoine Suatu Komponen pada Suhu Tertentu.............LB-2 Tabel LB.3 Panas Penguapan..........................................................................LB-2 Tabel LB.4 Panas Pembentukan Standar.........................................................LB-3 Tabel LB.5 Neraca Panas pada Kompresor (K-101)........................................LB-5 Tabel LB.6 Neraca Panas pada Kompresor (K-102)........................................LB-8 Tabel LB.7 Neraca Panas pada Heat exchanger (HE-102) ..............................LB-9 Tabel LB.8 Neraca Panas pada Mixer (MX-101) ...........................................LB-11 Tabel LB.9 Neraca Panas pada Mixer (MX-102) ...........................................LB-13 Tabel LB.10 Neraca Panas pada Heat exchanger (HE-101) ............................LB-14 Tabel LB.11 Neraca Panas pada Reaktor (R-101) ...........................................LB-16 Tabel LB.12 Neraca Panas pada Kompresor (K-103)......................................LB-18 Tabel LB.13 Neraca Panas pada Expansion valve (EV-101) ...........................LB-20 Tabel LB.14 Neraca Panas pada Heat exchanger (HE-103) ............................LB-21 Tabel LC.1 Analog Perhitungan Tangki Penyimpanan Cairan.........................LC-3 Tabel LC.2 Analog Perhitungan Tangki Penyimpanan Gas.............................LC-5 Tabel LC.3 Analog Perhitungan Pompa..........................................................LC-8

Tabel LC.4 Analog Perhitungan Kompressor................................................LC-10 Tabel LC.5 Analog Perhitungan Mixer .........................................................LC-14 Tabel LC.6 Analog Perhitungan Menara Destilasi ........................................LC-26 Tabel LC.7 Analog Perhitungan Kondensor..................................................LC-33 Tabel LC.8 Analog Perhitungan Reboiler .....................................................LC-41 Tabel LD.1 Spesifikasi Pompa Utilitas........................................................... LD-5 Tabel LD.2 Spesifikasi Tangki Penampungan ...............................................LD-11 Tabel LD.3 Spesifikasi Tangki Utilitas .........................................................LD-16 Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya ..........................LE-1 Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift..................................................LE-3 Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses...................................................LE-6 Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah ...........LE-7 Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi.......................................................... LE-11 Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai .............................................................. LE-14 Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas selama 3 bulan ........................................... LE-16 Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja ............................................................... LE-17 Tabel LE.9 Perhitungan Biaya Depresiasi..................................................... LE-19 Tabel LE.10 Data Perhitungan BEP................................................................ LE-26 Tabel LE.12 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR)......................... LE-28

DAFTAR GAMBAR
Hal Gambar 8.1 Peta Lokasi Pabrik Isopropil asetat ........................................... VIII-1 Gambar 8.2 Tata Letak Pabrik Isopropil asetat ............................................. VIII-5 Gambar 9.1 Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik Pembuatan
Isopropil asetat dari Asam Asetat dan Propilen ...........................IX-3 Gambar LD.1 Sketsa Sebagian Bar Screen....................................................... LD-2 Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage)
dan Tangki Pelarutan ..................................................................LE-5 Gambar LE.2 Grafik BEP ............................................................................... LE-27

DAFTAR LAMPIRAN
Hal LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA..................................... LA-1 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS.......................................LB-1 LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN......................LC-1 LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI ALAT UTILITAS ............... LD-1 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI.....................................LE-1 LAMPIRAN F PERATURAN PAJAK PENGHASILAN ................................ LF-1

INTISARI

Isopropil Asetat (C5H10O2) diperoleh melalui reaksi antara asam asetat

(CH3COOH) dan propilen (C3H6) dengan bantuan katalis HF dan BF3 di dalam bubble

column reactor pada temperatur dan tekanan yang tinggi.

Pabrik pembuatan Isopropil Asetat ini direncanakan berproduksi dengan

kapasitas 15.000 ton/tahun dengan masa kerja 330 hari dalam satu tahun. Lokasi pabrik

direncanakan di daerah Kuala Tanjung, Kabupaten Batubara, Sumatera Utara dengan

luas areal 10.580 m2. Tenaga kerja yang dibutuhkan 155 orang dengan bentuk badan

usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang General Manager dengan

struktur organisasi sistem garis.

Hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan isopropil asetat ini adalah sebagai

berikut:

 Total Modal Investasi

: Rp 417.956.081.961,-

 Biaya Produksi

: Rp 324.195.968.855,-

 Hasil Penjualan

: Rp 470.583.736.128,-

 Laba Bersih

: Rp 145.655.829.431,-

 Profit Margin

: 30,95 %

 Break Even Point

: 43,20 %

 Return on Investment

: 20,46 %

 Pay Out Time

: 4,09 tahun

 Return on Network

: 40,77 %

 Internal Rate of Return

: 33,49 %

Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik Pembuatan Isopropil Asetat dari Asam Asetat dan Propilen ini layak untuk didirikan.

BAB I PENDAHULUAN
1.1. LatarBelakang Indonesia sebagai negara berkembang banyak melakukan pembangunan di segala
bidang. Sampai saat ini pembangunan sektor industri di Indonesia mengalami peningkatan, salah satunya adalah pembangunan sub sektor industri kimia. Namun Indonesia masih banyak mengimpor bahan baku atau produk-produk suatu industri kimia dari luar negeri, salah satunya adalah isopropil asetat (anonym,2012c). Akibat ketergantungan impor ini menyebabkan devisa negara berkurang dan terjadinya ketergantungan pada negara lain, sehingga diperlukan suatu usaha untuk menanggulangi ketergantungan terhadap impor, salah satunya adalah dengan mendirikan pabrik untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri. Dengan berdirinya pabrik, akan menghemat devisa negara dan membuka peluang berdirinya pabrik lain yang menggunakan produk pabrik tersebut. Selain itu dapat membuka kesempatan untuk membuka lapangan kerja baru sehingga mengurangi angka pengangguran dan meningkatkan pendapatan asli daerah setempat.
Isopropil asetat (IPAc) merupakan bahan yang banyak dipakai sebagai pelarut aktif beberapa resin sintetis. Pemakaian terbesar senyawa ini adalah sebagai pelarut (solvent) untuk selulosa, plastik, minyak dan lemak; dan tinta cetak (printing ink) (anonim, 2012c). Sifat fisis dan kimia yang berdekatan dengan etil asetat, juga memungkinkan isopropil asetat dipakai untuk menggantikan peranan etil asetat dalam bidang aplikasi tertentu, seperti pada industri plastik dan tinta cetak. Oleh karena itu, sejalan dengan perkembangan di bidang industri, diperkirakan kebutuhan akan bahan ini juga akan meningkat di Indonesia.
Saat ini, Indonesia masih mengimpor isopropil asetat dengan jumlah yang cukup besar untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri. Untuk mengurangi ketergantungan tersebut, perlu didirikan pabrik isopropil asetat dengan kapasitas yang memadai. Pada tabel 1.1 menunjukkan data impor isopropil asetat dari tahun 2003-2011.

Tabel 1.1. Perkembangan Impor Isopropil Asetat di Indonesia

Tahun

Impor (Kg)

2003

4.722.565

2004

5.114.593

2005

4.636.805

2006

5.123.623

2009

8.586.959

2010

11.055.875

2011

10.582.165

(Sumber : Badan Pusat Statistik Nasional (BPS), 2003-2006, 2009-2011)

1.2. Perumusan Masalah Mengingat data statistik tentang kebutuhan akan isopropil asetat (IPAc) dalam
indutri sampai saat ini sangat meningkat dalam negeri dengan semakin besarnya data impor akan kebutuhan isopropil asetat di indonesia, sehingga perlu dilakukan perkembangan untuk memproduksi isopropil asetat untuk mencukupi kebutuhan tersebut dan mengurangi angka impor indonesia akan isopropil asetat.

1.3. Tujuan dan Manfaat Pra Rancangan Pabrik Tujuan dan manfaat rancangan pabrik pembuatan isopropil asetat (IPAc) adalah untuk mengaplikasikan ilmu teknik kimia yang meliputi neraca massa, neraca energi, operasi teknik kimia, utilitas dan ilmu tenik kimia lainnya serta untuk mengetahui aspek ekonomi dalam pembangunan pabrik sehingga dapat memberi gambaran kelayakan perancangan pabrik pembuatan isopropil asetat (IPAc). Dan juga untuk merencanakan penciptaan lapangan kerja untuk mengurangi pengangguran yang pada akhirnya akan meningkatkan kesejahteraan rakyat.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Isopropil Asetat

Isopropil asetat (IPAc) merupakan senyawa organik dengan rumus molekul

C5H10O2. Isopropil Asetat terbentuk secara alami dalam jus anggur, apel dan nektarin. Isopropil asetat adalah pelarut cepat menguap. Lebih dari tiga perempat digunakan dalam

tinta cetak gravure untuk film plastik seperti bungkus roti, karena besifat cepat menguap

sehingga tinta dapat cepat mengering. Tinta ini dapat juga digunakan untuk mencetak

majalah, katalog, label dan wallpaper. Sisanya banyak digunakan sebagai pelarut dalam

parfum dan industri kosmetik. Sebagai alternatif juga dapat digunakan sebagai surfaktan

untuk menjernihkan cairan, pelapis mobil dan juga perawatan kuku.

Dalam industri kimia metode yang paling banyak digunakan untuk memproduksi

isopropil asetat adalah esterifikasi isopropanol dan asam asetat dengan pemanasan

menggunakan asam kuat. Saat ini isopropil asetat masih diproduksi diluar negeri, berikut

nama-nama perusahaan penghasil isopropil asetat diantaranya: Sciencelab.com, Inc; The

Dow Chemical Company, USA; Sucrogen BioEthanol Pty Ltd; Johann Haltermann Ltd.

Karakteristik isopropil asetat dapat dilihat pada tabel 2.1..

Tabel 2.1. Karakteristik Isopropil Asetat (IPAc)

Berat Molekul

102.13 g/mol

Rumus Empiris

C5H10O2

Wujud

Cairan bewarna

Titik Didih @ 760mmHg

88.6°C (191.5°F)

Titik beku

-73.4°C (-100.1°F)

Flash Point – Closed Cup

4°C (40°F)

Specific Gravity @ 20/20°C 0.874

Vapor Pressure @ 20°C

47.5 mmHg

Vapor Density (air = 1)

3.5

Tabel 2.1. Karakteristik Isopropil Asetat (IPAc) (Lanjutan)

Viskositas @ 20°C

0.6 mPa.s

Tegangan Permukaan @ 20°C 22.1 dynes/cm

Heat of Vaporization

7703 cal/g.mol

(Sumber : IPAc Thecnical Data and Safety Bulletin, 2011)

2.2. Dasar Pemilihan Bahan baku Proses pembuatan isopropil asetat dengan cara esterifikasi langsung Propilen
dengan Asam asetat dipilih dengan pertimbangan bahan baku tersebut tersedia cukup memadai di Indonesia. Dengan adanya pabrik - pabrik yang memproduksi asam asetat di Indonesia saat ini diantaranya adalah PT. Indo Acidatama Chemical Industry dengan kapasitas 36.000 ton/tahun; PT. Indo Acidatama Tbk. Sehingga diharapkan kebutuhan akan bahan baku asam asetat dapat terpenuhi. Disamping itu penggunaan proses esterifikasi langsung tersebut diharapkan dapat membuat langkah-langkah proses menjadi lebih singkat dibanding dengan cara biasa, sehingga secara ekonomis akan lebih menguntungkan.

2.3. Bahan Baku Pembuatan Isopropil Asetat

2.3.1. Asam Asetat

Asam asetat, asam etanoat atau asam cuka adalah senyawa kimia asam organik

yang dikenal sebagai pemberi rasa asam dan aroma dalam makanan. Asam cuka

memiliki rumus empiris C2H4O2. Asam asetat merupakan salah satu asam karboksilat

paling sederhana, setelah asam format. Larutan asam asetat dalam air merupakan sebuah asam lemah, artinya hanya terdisosiasi sebagian menjadi ion H+ dan CH3COO-. Sifat-sifat Umum :

Fase, 15 °C, 1 atm

: Cair

Rumus molekul Berat molekul Densitas pada 20 oC

: CH3COOH : 60 g/mol : 1,049 g/cm3

Titik didih

: 117,87 °C

Titik beku

: 16,635 °C

Temperatur kritis

: 321,4 °C

Tekanan kritis

: 57,1 atm

Kemurnian

: 100 %

(Sumber : Kirk-Othmer, 1999)

2.3.2. Propilena

Propilena adalah gas yang tidak bewarna, mudah terbakar, gas cair dengan bau

agak manis. Propilena memiliki suhu lebih tinggi dari keseluruhan propana dan memiliki

suhu lebih rendah dari asetilena. Propilena adalah bahan untuk produksi polypropilene.

Propilena dipolimerisasi menggunakan Ziegler-Natta katalisis yang menghasilkan

polipropilena isotaktik.

Sifat-sifat Umum :

Fase, 15 °C, 1 atm

: Gas

Rumus molekul Berat molekul Densitas pada -50 °C

: C3H6 : 42,081 g/mol : 0,612 g/cm3

Titik didih

: -48 °C

Titik beku

: -185,1 °C

Temperatur kritis

: 92 °C

Tekanan kritis

: 45,4 atm

Kemurnian

: 92 %

(Sumber : Kirk-Othmer, 1999)

2.3.3. Hidrogen Flourida Hidrogen Flourida (HF) adalah gas tidak bewarna, berasap, bertitik didih rendah,
dan dengan bau yang mengiritasi. Gas ini biasa digunakan untuk mempreparasi senyawa anorganik dan organik yang mengandung fluor. Karena permitivitasnya tinggi, senyawa ini dapat digunakan sebagai pelarut non air yang khusus. Larutan dalam air gas ini disebut asam fluorat dan disimpan dalam wadah polyetilen karena asam ini menyerang gelas.

Sifat-sifat Umum : Fase, 15 °C, 1 atm Rumus molekul Berat molekul Densitas pada 25 oC Titik didih Titik lebur Temperatur kritis

: Cair : HF : 20,006 g/mol : 0.958 g/cm3 : 19,54 °C : -83,6 oC : 188 oC

Tekanan kritis

: 63,95 atm

(Sumber : Kirk-Othmer, 1999)

2.3.4. Boron Triflourida

Boron triflourida (BF3) adalah gas tidak bewarna yang memiliki bau mengiritasi dan beracun. Boron triflourida digunakan sebagai katalis untuk reaksi untuk reaksi jenis

Friedel-Crafts. BF3 juga digunakan sebagai katalis untuk polimerisasi kationik. BF3

berada di fasa gas basa Lewis amonia, amina, eter, fosfin. Sebab sifat asam Lewisnya

yang kuat.

Sifat-sifat umum :

Fase, 15 °C, 1 atm

: Gas

Rumus molekul

: BF3

Berat molekul Densitas

: 67,8062 g/mol : 0,00276 g/cm3

Titik didih Titik lebur

: -99,9 °C : -128,37 oC

Temperatur kritis

: -12,25 °C

Tekanan kritis

: 49,22 atm

(Sumber : Kirk-Othmer, 1999)

2.3.5. Air

Air bersifat tidak bewarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi standar yaitu 1 atm dan 0oC. Air merupakan suatu pelarut yang penting, yang memiliki

kemampuan untuk melarutkan banyak zat kimia lainnya, seperti garam-garam, gula,

asam, beberapa jenis gas dan banyak macam molekul organik.

Sifat-sifat Umum :

Fase : Cair

Rumus molekul

: H2O

Berat molekul Densitas pada 25 oC Titik Didih Titik Beku

: 18 g/mol : 0,9979 g/cm3 : 100 oC : 0 oC

(Sumber : Kirk-Othmer, 1999)

2.4. Dasar Pemilihan Proses Pembuatan Isopropil Asetat Isopropil asetat dapat dibuat dengan metode esterifikasi. Ada dua macam metode
esterifikasi dalam pembuatan isopropil asetat yaitu: 1. Esterifikasi antara asam asetat dengan propilena. Dengan reaksi sebagai berikut : CH3COOH (aq) + C3H6 (g)  CH3COOCH(CH3)2 (aq) Reaksi ini terjadi pada kondisi temperatur 70 oC - 120 oC, tekanan 15 kg/cm2 50 kg/cm2 (14,5 atm - 48,4 atm) dengan range ratio molar asam asetat dengan propilena antara 1.0 – 2.0, dan menggunakan katalis BF3 dengan promotor HF. Dengan konversi reaksi anttara 70-80%. Dengan hasil akhir kemurnian isopropil asetat 99.5% (Ohyama et al., 1995). Pada dasarnya katalisator yang dapat dipakai dalam reaksi ini adalah asam kuat, seperti H2SO4, BF3, HClO4, AlCl3 dan sebagainya (Groggins, 1935). Katalisator yang paling efektif dalam proses ini adalah BF3 dengan promotor HF (Bearse, 1947). Permasalahan yang timbul dari pemakaian katalisator tersebut adalah terjadinya polimerisasi propilen dan pembentukan ester dengan berat molekul lebih tinggi. Untuk mengatasi hal tersebut, Bearse merekomendasikan untuk mencampur terlebih dahulu BF3 dan HF dengan asam asetat sebelum direaksikan dengan propilen, sehingga kemungkinan terjadinya polimerisasi akan dapat dihindari. Berdasar hasil penelitian yang dilakukan oleh Bearse (1947), maka kondisi yang dianjurkan untuk reaksi esterifikasi propilen dengan asam asetat adalah suhu 100 °C, tekanan 20 atm, dengan perbandingan katalisator HF/BF3 adalah 3/1 (perbandingan mol) dan jumlah katalisator (HF + BF3) sebanyak 5% dari asam asetat dalam campuran reaksi tersebut. Katalisator yang ada pada campuran hasil reaksi dapat dipergunakan kembali dengan memisahkannya dengan cara distilasi dan diumpankan kembali ke reaktor. Dalam kondisi operasi yang dianjurkan tersebut, jumlah propilen yang dipakai berlebihan dari kebutuhan teoritis, sehingga kelebihannya akan di-recycle. Sedangkan konsentrasi asam asetat juga harus dijaga cukup tinggi dibanding kandungan propilen dalam cairan reaksi dan kelebihan asam asetat juga di-recycle kembali (Bearse, 1947).

2. Esterifikasi antara asam asetat dengan isopropanol. Dengan reaksi sebagai berikut : CH3COOH(aq) + CH3CHOHCH3(aq)  CH3COOCH(CH3)2(aq) + H2O(l) Reaksi ini terjadi pada kondisi temperatur 80 oC - 100 oC, dengan konstanta keseimbangan reaksi 8,7 pada 90 oC, dan menggunakan katalis asam kuat. Dengan hasil akhir kemurnian isopropil asetat 98.5%.
(Sumber : Auburn University, 2012)

Dari uraian kedua proses diatas maka dapat diketahui keunggulan dan kelemahan dari proses esterifikasi asam asetat dengan propilena dan proses esterifikasi asam asetat dengan isopropanol. Keunggulan dan kelemahan dari kedua proses tersebut dapat dilihat pada tabel 2.2 di bawah ini.

Tabel 2.2. Keunggulan dan Kelemahan antara Proses Esterifikasi Asam Asetat dan

Propilena dengan Esterifikasi Asam Asetat dan Isopropanol

Proses Esterifikasi

Keunggulan

Kelemahan

Asam asetat dengan 1. Bahan baku cukup 1. Prosesnya baru sehingga

propilena: 1. Temperatur 70 oC -
120 oC.

banyak tersedia di indonesia. 2. Langkah-langkah

belum banyak penggunaanya. 2. Reaksi heterogen.

2. Tekanan 14,5 atm -

Proses pembuatan

48,4 atm.

lebih singkat.

3. Kemurnian 99,5%. 3. Katalis BF3 dengan 4. Konversi reaksi 70- promotor HF.

80 %.

Asam asetat dengan 1. Prosesnya sudah

1. Isopropanol lebih

isopropanol: 1. Temperatur 80 oC -
100 oC.

lama diketahui dan secara komersil cukup banyak

banyak diimpor dari luar. 2. Langkah-langkah proses

2. Kemurnian 98,5%.

digunakan.

lebih lama dan panjang.

2. Reaksi homogen.

3. Katalis dengan

menggunakan asam

kuat.

(Sumber : Auburn University, 2012 dan Ohyama et al., 1995)

Berdasarkan tabel 2.2 di atas maka dipilih proses esterifikasi antara asam asetat dan propilena karena lebih unggul dan diharapkan dapat membuat langkah-langkah proses menjadi lebih singkat dibanding dengan proses esterifikasi antara asam asetat dan isopropanol, sehingga secara ekonomis akan lebih menguntungkan.

2.5. Deskripsi Proses Pembuatan Isopropil Asetat

Katalisator HF dan BF3 yang berasal dari tangki penyimpan (T-102) dan (T-103)

dilarutkan terlebih dahulu didalam mixer (MX-101) sebelum ke mixer (MX-102).

Kemudian hasil pelarutan dari mixer (MX-101) dan bahan baku cairan asam asetat dari

tangki penyimpan (T-101) dialirkan untuk dihomogenkan di dalam mixer (MX-102) yang beroperasi pada suhu 30oC dan tekanan 2 atm. Reaksi dalam mixer (MX-101) sebagai

berikut :

HF(aq) + BF3(g)  HBF4-(aq)

Produk cairan dari mixer (MX-101) kemudian dinaikkan tekanannya dengan

menggunakan pompa (P-103) hingga 20 atm dan dialirkan masuk reaktor (R-101) dengan

terlebih dahulu dipanaskan dengan heat exchanger (HE-101) hingga mencapai suhu 100oC.

Bahan baku gas propilen dari tangki penyimpan (T-104) dikompres dengan

kompresor dan kemudian dipanaskan dengan heat exchanger (HE-103) sehingga menjadi 100oC sebelum masuk ke reaktor (R-101).
Reaktor (R-101), berupa reaktor gelembung yang beroperasi pada suhu 100 oC

dan tekanan 20 atm. Reaktor ini dilengkapi dengan koil pendingin dengan media

pendingin air untuk menyerap panas reaksi yang timbul dan menjaga suhu cairan reaksi tetap pada 100oC. Dengan reaksi sebagai berikut:
CH3COOH (aq) + C3H6 (g)  CH3COOCH(CH3)2 (aq)

Gas keluar dari reaktor (R-101) dialirkan ke ke umpan bersama dengan umpan

masuk propilen. Produk cairan dari reaktor (R-101) mengalir menuju accumulator (AC-

101) setelah melalui ekspansion valve sehingga tekanannya menjadi 1 atm.

Cairan dari accumulator (AC-101) mengalir dengan bantuan pompa (P-104)

menuju menara distilasi (MD-01) dengan terlebih dahulu melewati heat exchanger (HE104) sehingga suhunya menjadi 97,58oC. Hasil atas menara destilasi (MD-101) keluar pada suhu 90,09oC dalam fase gas yang berupa campuran isopropil asetat, air. Kemudian

terkondensai menjadi cairan melalui condensor. Produk cairan isopropil asetat dari

menara destilasi (MD-101) dialirkan dengan menggunakan pompa (P-106) ke tangki

penyimpan (T-105) pada suhu 40oC tekanan 1 atm dengan kemurnian isopropil asetat sampai 99,95 %. Hasil bawah menara distilasi (MD-101) yang keluar pada suhu 122,3oC dalam fase cair terdiri atas Air, Asam Asetat, HBF4 dalam bentuk senyawa kompleks. Campuran ini kemudian diumpankan ke menara distilasi (MD-102). Hasil atas menara distilasi (MD-102) berupa cairan pada suhu 119,52oC yang sebagian besar terdiri dari produk asam asetat dan air. Kemudian dialirkan melalui pompa (P-107) ketangki penyimpanan. Asam asetat yang dihasilkan adalah 99,35%. Hasil bawah menara distilasi (MD-102) berupa senyawa kompleks HBF4 pada suhu 144,96oC. Sebagian cairan ini dialirkan kembali ke reaktor melalui mixer (MX-101) setelah didinginkan terlebih dahulu di heat exchanger (HE-105) sampai suhunya 30oC, sedangkan sebagian yang lain dialirkan tempat penampungan sementara limbah B3 (bahan berbahaya dan beracun).

BAB III NERACA MASSA

Kapasitas pabrik Waktu operasi Basis perhitungan Satuan operasi

: 15.000 ton/tahun : 330 hari/tahun : 1 jam operasi : kg/jam

3.1 NERACA MASSA UMPAN SETELAH ADA HASIL RECYCLE

Tabel 3.1 Neraca Massa Umpan Setelah Ada Hasil Recycle

Komponen

Inject kg kmol

Recycle Kg kmol

Output Kg Kmol

CH3COOH C3H6 C3H8 HF

1865,5303 979,4034
7,7730

31,0922 23,3191
0,3887

1632,3390
227,1080 -

38,8652
5,1615 -

1865,5303 2611,7424 227,1080
-

31,0922 62,1843 5,1615
-

BF3 HBF4 H2O Sub Total

26,3530 -
5,4411 2884,5009

0,3887 -
0,3023 55,4909

34,1261
1893,5731

0,3887
44,4154

68,2521 5,4411 4778,0740

0,7773 0,3023 99,5177

Total

4778,0740 kg

99,9063 kmol 4778,0740 99,5177

3.2 NERACA MASSA PADA MIXER (MX -101)

Tabel 3.2 Neraca Massa pada Mixer (MX–101)

Komponen HBF4

Input (Alur 2,3) Kg kmol

Output Atas (Alur 5) Kg Kmol

- - 34,1261 0,3887

HF
BF3 H2O Total

7,7730
26,3530 5,4411 39,5672

0,3887
0,3887
0,3023 1,0796

-
5,4411 39,5672

-
0,3023 0,6909

3.3 NERACA MASSA PADA MIXER (MX -102)

Tabel 3.3 Neraca Massa pada Mixer (MX–102)

Input (Alur 1,5,13)

Komponen Kg

kmol

CH3COOH 1865,5303 31,0922

HBF4

34,1261

0,3887

H2O

5,4411

0,3023

Total

1939,2236 32,5604

Output Atas (Alur 6) Kg Kmol
1865,5303 31,0922
68,2521 0,7773 5,4411 0,3023 1939,2236 32,1718

3.4 NERACA MASSA PADA REAKTOR (R -101)

Tabel 3.4 Neraca Massa pada Reaktor (R-101)

Input

Komponen

Alur 6

Alur 4

Recycle (7)

kg Kmol Kg Kmol kg Kmol

CH3COOH H2O HBF4 C3H6 C3H8 C5H10O2 Sub Total

1865,5303 5,4411 68,2521 -
1939,2236

31,0922 0,3023 0,7773
32,1718

979,4034 979,4034

23,3191 23,3191

---1632,3390 38,8652 227,1080 5,1615 -1859,4470 44,0268

Total

4778,0740 kg

99,5177 kmol

Output Alur 8,7 Kg kmol 466,3826 7,7730 5,4411 0,3023 68,2521 0,7773 1632,3390 38,8652 227,1080 5,1615 2378,5511 23,3191 4778,0740 76,1985 4778,0740 76,1985

3.5 NERACA MASSA PADA ACCUMULATOR (AC-101)

Tabel 3.5 Neraca Massa pada Accumulator (AC-101)

Komponen

Input (Alur 8) kg kmol

Output Atas (Alur 9) Kg Kmol

CH3COOH 466,3826

7,7730 466,3826 7,7730

HBF4

68,2521

0,7773 68,2521 0,7773

H2O

5,4411

0,3023 5,4411 0,3023

C5H10O2 2378,5511 22,6485 2378,5511 22,6485

Total

2918,6270 32,1718 2918,6270 32,1718

3.6 NERACA MASSA PADA KOLOM DESTILASI (MD-101)

Tabel 3.6 Neraca Massa pada Kolom Destilasi (MD-101)

Komponen

Input (Alur 9) Output Atas (Alur 10) Output Bawah (Alur 11) kg kmol Kg Kmol Kg Kmol

CH3COOH 466,3826 7,7730

- - 466,3826 7,7730

HBF4

68,2521 0,7773

- - 68,2521 0,7773

H2O 5,4411 0,3023 2,3786 0,1321 3,0626 0,1701

C5H10O2 2378,5511 Sub Total 2918,6270

23,3191 2378,5511 23,3191

-

32,1718 2380,9297 23,4513 537,6973

8,7205

Total

2918,6270 32,1718

2918,6270

32,1718

3.7 NERACA MASSA PADA KOLOM DESTILASI (MD-102)

Tabel 3.7 Neraca Massa pada Kolom Destilasi (MD-102)

Komponen

Input (Alur 11)

Output Atas (Alur 12)

Output Bawah

(Alur 13)

(Alur 14)

Kg Kmol Kg Kmol Kg Kmol Kg Kmol

CH3COOH HBF4 H2O Sub Total

466,3826 68,2521
3,0626 537,6973

7,7730 466,3826

0,7773

-

0,1701 3,0626

8,7205 469,4452

7,7730

-

-

--

- 34,1261 0,3887 34,1261 0,3887

0,1701

-

-

--

7,9432

68,2521 Kg

0,7773 Kmol

Total

537,6973 8,7205

537,6973 Kg

8,7205 Kmol

BAB IV NERACA PANAS

4.1 NERACA PANAS PADA KOMPRESOR (K-101)

Tabel 4.1 Neraca Panas Pada Kompresor (K-101)

Komponen

Input n.Cp.dt

Output n.Cp.dt

BF3 18,3974646 9,0227374

Subtotal

18,3974646 9,0227374

Qkompresi

-9,3747272

Total

9,0227374 9,0227374

4.2 NERACA PANAS PADA KOMPRESOR (K-102)

Tabel 4.2 Neraca Panas Pada Kompresor (K-102)

Komponen

Input n.Cp.dt

Output n.Cp.dt

C3H8

140,06800 150,18549

C3H6

713,21572 741,67534

Subtotal

853,28373 891,86083

Qkompresi

38,57710

Total

891,86083 891,86083

4.3 NERACA PANAS PADA HEAT EXCHANGER (HE-102)

Tabel 4.3 Neraca Panas Pada Heat Exchanger (HE-102)

Komponen

Input n.Cp.dt

Output n.Cp.dt

Qcw

H2O

14,6511

14,8624

CH3COOH

1605,5118

1575,7314

HBF4

25,6913

20,6994

Subtotal

1645,8542

1611,2932

34,5609

Total

1645,8542

1645,8542

4.4 NERACA PANAS PADA MIXER (MX-101) Tabel 4.4 Neraca Panas Pada Mixer (MX-101)

Komponen
HF BF3 H2O HBF4 Subtotal Total

Input

n.Cp.dt

Qcw

18,39746

–

17,19088

–

14,65105

-

1655,75128

-9,897055175

1645,85422

Output n.Cp.dt
– – 14,65105 25,69129 1645,85422 1645,85422

4.5 NERACA PANAS PADA MIXER (MX-102)

Tabel 4.5 Neraca Panas Pada Mixer (MX-102)

Komponen

Input n.Cp.dt

Qcw

H2O CH3COOH HBF4

14,65105 1605,51187
-

Subtotal

1655,75128

-9,897055175

Total

1645,85422

Output n.Cp.dt
14,65105 1605,51187
25,69129 1645,85422 1645,85422

4.6 NERACA PANAS PADA HEAT EXCHANGER (HE-101)

Tabel 4.6 Neraca Panas Pada Heat Exchanger (HE-101)

Komponen

Input n.Cp.dt

Output n.Cp.dt

Qcw

H2O

14,6511

14,8624

CH3COOH HBF4 Subtotal

1605,5118 25,6913
1645,8542

1575,7314 20,6994
1611,2932

34,5609

Total

1645,8542

1645,8542

4.7 NERACA PANAS PADA REAKTOR (R-101)

Tabel 4.7 Neraca Panas Pada Reaktor (R-101)

Input

Output

Komponen n.Cp.dT

C3H8

196,05271

C3H6

2346,22925

HBF4

62,35239

H2O 14,30568

CH3COOH 1741,51009

ΔHtotal r,t

n.Cp.dT 196,05271 1466,39328 62,35239 14,30568 435,37752

Qcooling water

C5H10O2 Subtotal

– 4360,45013 -3058,14178

561,95739 2736,43898

-990,47514

Total

1745,96384

1745,96384

4.8 NERACA PANAS PADA KOMPRESOR (K-103)

Tabel 4.8 Neraca Panas Pada Kompresor (K-103)

Komponen

Input n.Cp.dt

Output n.Cp.dt

C3H8

807,60666 1475,879107

C3H6

139,59387 194,713979

Subtotal

947,20054 1670,593086

Qkompresi

723,3925427

Total

1670,593086 1670,593086

4.9 NERACA PANAS PADA EXPANSION VALVE (EV-101)

Tabel 4.9 Neraca Panas Pada Expansion Valve (EV-101)

Komponen

Input n.Cp.dt

Output n.Cp.dt

H2O HBF4 CH3COOH C5H10O2 Subtotal

14,30568 62,35239 435,37752 561,95739 1073,99299

54,10281 52,99960 440,05445 2692,20234 3239,35922

Qexpander

-2165,36622

–

Total

3239,35922

3239,35922

4.10 NERACA PANAS PADA HEAT EXCHANGER (HE-103) Tabel 4.10 Neraca Panas Pada Heat Exchanger (HE-103)

Komponen H2O HBF4 CH3COOH C5H10O2 Subtotal Total

Input n.Cp.dT 54,10281696 52,99960282 440,0544578 2692,202347 3239,359225 3239,359225

Output

n.Cp.dT

Qcw

53,9836

46,5185

360,8394

2372,3702

2833,7117 405,6475

3239,359225

4.11 NERACA PANAS PADA KOLOM DESTILASI (MD-101)

Tabel 4.11 Neraca Panas Pada Kolom Destilasi (MD-101)

Komponen

Input

Output Atas

QF QLo

QD

Qv

HBF4 H2O CH3COOH C5H10O2

40,6926 14,6829 393,1526 –2167,1935

– 2,9566
– –928,5376

– 6,40724
– –2012,20541

– 9,38805
– –3260,53687

Total

–1718,6656 –925,5810 –2005,79817 –3251,14882

bawah Qw
36,8845 8,3327 399,3940
– 444,6112

Neraca Panas Pada Kondensor QV = QLo + QD + QC QC = (–2005,79817) – (–925,5810) – (–2077,31817) = 854,06105 J/jam

Neraca Panas Pada Reboiler
QF + QR = QD + QW + QC
QR = 854,0610 + 444,6112 + (–2005,7981) – (–1718,6656) = 1011,5397 J/jam

4.12 NERACA PANAS PADA KOLOM DESTILASI (MD-102)

Tabel 4.12 Neraca Panas Pada Kolom Destilasi (MD-102)

Komponen Input

Output

HBF4 H2O CH3COOH Total

QF 8,0474 64,7924 448,2615 521,1013

QLo 0,87125
– 48,76437 49,63562

Atas QD 8,0480 – 450,4510 458,4990

Qv
8,91999 –
500,77906 500,77905

Bawah Qw –
49,0896 –
49,0896

Neraca Panas Pada Kondensor QV = QLo + QD + QC QC = 791,29259 - 49,63562 - 458,49909 = 283,15788 J/jam

Neraca Panas pada Reboiler QF + QR = QD + QW + QC QR = 49,08958 + 458,49909 + 283,15788 – 521